揭露中国MEMS产业现状:落后10年中高端90%靠进口!(附十强企业名单)
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一、行业现状分析
(一)基本定义
(二)发展概况
1、国外MEMS产业发展概况
2、国内MEMS发展概况
(三)产品分类
二、政策环境分析
(一)国家法律法规及政策
(二)行业相关标准及规范
三、产业链分析
(一)MEMS研发设计
(二)MEMS生产制造
(三)MEMS封装测试
(四)系统集成应用
四、市场情况分析
(一)全球/中国市场规模
1、全球MEMS市场规模
2、中国MEMS市场规模
(三)MEMS市场结构分析
1、应用领域分析
(1)消费电子
(2)汽车电子
(3)工业与通信
(4)医疗健康
(5)国防与航空
2、重点产品分析
(1)MEMS麦克风
(2)MEMS压力传感器
(3)惯性传感器
(4)射频MEMS器件
五、商业模式分析
1、外购芯片封装测试
2、Fabless模式
3、IDM模式
六、竞争环境
(一)全球竞争格局
(二)历年排名变化
七、龙头公司分析
(一)MEMS设计
1、歌尔股份
2、瑞声科技
3、敏芯科技
4、汉威电子
5、睿创微纳
6、士兰微
7、华工科技
8、苏奥传感
(二)MEMS制造
1、赛微电子
2、华润微
(三)MEMS封装
1、华天科技
2、长电科技
3、晶方科技
八、发展趋势分析
1、商业模式
2、产品形式
(1)微型化
(2)集成化
(3)低功耗化
(4)智能化
3、MEMS封装技术
附录:国内MEMS各细分领域优秀企业
(一)基本定义
名词 | 含义 |
MEMS | 微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems)的英文缩写。它是将微电子技术与机械工程融合到一起的、操作范围在微米范围内的一种微细加工工业技术,涉及微电子、材料、力学、化学、机械学诸多学科领域。使用该技术制成的产品具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点,现已应用于微型传感器、芯片等高精尖产品的生产中。 |
MEMS传感器 | 采用MEMS技术制成的传感器。传感器是一类将环境中的自然信号转换为电信号的半导体器件,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 |
MEMS执行器 | MEMS执行器是将电信号转化为微动作或微操作的MEMS器件。 |
ASIC | 全称Application Specific Integrated Circuit,即专用集成电路,MEMS传感器中的ASIC芯片主要负责为MEMS芯片供应能量,并将MEMS芯片转换的电容、电阻、电荷等信号的变化转换为电信号,电信号经过处理后再传输给下一级电路。 |
晶圆 | 硅半导体集成电路或MEMS器件和芯片制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆。 |
裸片 | 裸片(die)是指在加工厂生产出来的芯片,即是晶圆经过切割测试后没有经过封装的芯片,这种裸片上只有用于封装的压焊点(pad),是不能直接应用于实际电路当中的。 |
封装 | 将芯片装配为最终产品的过程,即把芯片制造厂商生产出来的裸芯片放在一块起到承载作用的基板上,把管脚引出来,然后固定包装成为一个整体。 |
Yole Development | 成立于1998年法国的市场调研及战略咨询机构,覆盖半导体制造、传感器和MEMS等新兴科技领域。 |
赛迪顾问 | 赛迪顾问股份有限公司(HK:8235)是直属于工业和信息化部中国电子信息产业发展研究院的咨询企业。 |
EDA | Electronic Design Automation,电子设计自动化,指以计算机为工作平台,融合应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术,完成电子产品的自动设计。 |
有限元分析 | 有限元分析 (FEA) 是虚拟环境中产品和系统的建模,用于查找和解决可能的(或现有)结构或性能问题。FEA 是有限元方法 (FEM) 的实际应用,它由工程师和科学家用于对复杂的结构、流体和多物理场问题进行数学建模和数值求解。 |



(二)发展概况

(三)产品分类
发展至今,MEMS产品主要可以分为MEMS传感器和MEMS执行器,其中传感器是用于探测和检测物理、化学、生物等现象和信号的器件,而执行器是用于实现机械运动、力和扭矩等行为的器件。从MEMS行业的市场结构来看,MEMS产品主要以传感器为主。
图表5:MEMS分类
类别 | 细分类别 | 领域 | 主要产品 |
MEMS传感器 | MEMS物理传感器 | 力学传感器 | 加速度计、陀螺仪、位移传感器、流量传感器、压力传感器、惯性传感器 |
电学传感器 | 电场传感器、电流传感器、电场强度传感器 | ||
磁学传感器 | 磁通传感器、磁场强度传感器 | ||
热学传感器 | 热导率传感器、热流传感器、温度传感器 | ||
光学传感器 | 可见光传感器、红外传感器、激光传感器 | ||
声学传感器 | 声表面波传感器、噪声传感器、超声波传感器、微型麦克风 | ||
MEMS化学传感器 | 可燃性气体传感器、毒性气体传感器、大气污染气体传感器、汽车用传感器 | ||
温度传感器 | 温度传感器 | ||
离子传感器 | PH传感器、离子浓度传感器 | ||
MEMS生物传感器 | 生理量传感器 | 生物浓度传感器、触觉传感器 | |
生物量传感器 | DNA传感器、免疫传感器、微生物传感器、酶传感器 | ||
MEMS执行器 | MEMS执行器 | 光学MEMS | 微镜、自动聚焦、光具座 |
微流控 | 喷墨打印头、药物输送、生物芯片 | ||
射频MEMS | 开关、滤波器、谐振器 | ||
微结构 | 微针、探针、手表元件 | ||
微型扬声器 | 微型扬声器 | ||
超声指纹识别 | 超声波指纹识别 |
数据来源:华夏产业研究院整理
二、政策环境分析
(一)国家法律法规及政策
图表6:国家法律法规及政策
序号 | 发布时间 | 发布单位 | 政策名称 | 相关内容 |
1 | 2019年 | 国家发改委 | 《产业结构调整指导目录(征求意见稿)》 | 将新型智能传感器、MEMS传感器先进封装测试列入产业结构调整鼓励类项目 |
2 | 2017年 | 工信部 | 促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年) | 发展市场前景广阔的新型生物、气体、压力、流量、惯性、距离、图像、声学等智能传感器,支持基于微机电系统(MEMS)和互补金属氧化物半导体(CMOS)集成等工艺的新型智能传感器研发 |
3 | 2017年 | 工信部 | 智能传感器产业三年行动指南(2017-2019年) | 着力突破硅基MEMS加工技术、MEMS与互补金属氧化物半导体(CMOS)集成、非硅模块化集成等工艺技术,推动发展器件级、晶圆级MEMS封装和系统级测试技术,鼓励研发个性化或定制化测试设备,支持企业探索研发新型MEMS传感器设计技术、制造工艺技术、集成创新与智能化技术 |
4 | 2016年 | 国务院 | “十三五”国家科技创新规划 | 开展新型光通信器件、半导体照明、高效光伏电池、MEMS(微机电系统)传感器、柔性显示、新型功率器件、下一代半导体材料制备等新兴产业关键制造装备研发,提升新兴领域核心装备自主研发能力 |
5 | 2016年 | 国家发改委、科技部、工信部、中央网信办 | “互联网+”人工智能三年行动实施方案 | 支持人工智能领域的芯片、传感器、操作系统、存储系统、高端服务器、关键网络设备、网络安全技术设备、中间件等基础软硬件技术开发,支持开源软硬件平台及生态建设 |
6 | 2016年 | 全国人大 | 中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要 | 培育集成电路产业体系,培育人工智能、智能硬件、新型显示、移动智能终端、第五代移动通信(5G)、先进传感器和可穿戴设备等成为新增长点 |
7 | 2015年 | 国务院 | 国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见 | 大力发展云计算、大数据等解决方案以及高端传感器、工控系统、人机交互等软硬件基础产品 |
8 | 2015年 | 国务院 | 中国制造2025 | 组织研发具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的高档数控机床、工业机器人、增材制造装备等智能制造装备以及智能化生产线,突破新型传感器、智能测量仪表、工业控制系统、伺服电机及驱动器和减速器等智能核心装置,推进工程化和产业化 |
9 | 2014年 | 工信部 | 加快云计算、物联网、大数据等新兴领域核心技术研发,开发基于新业态、新应用的信息处理、传感器、新型存储等关键芯片及云操作系统等基础软件,抢占未来产业发展制高点 | |
10 | 2013年 | 工信部、科技部、财政部、国家标准化管理委员会 | 加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划 | 传感器及智能化仪器仪表产业整体水平跨入世界先进行列,产业形态实现由“生产型制造”向“服务型制造”的转变,涉及国防和重点产业安全、重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表实现自主制造和自主可控,高端产品和服务市场占有率提高到50%以上 |
11 | 2013年 | 国务院 | 国务院关于推进物联网有序健康发展指导意见 | 加强低成本、低功耗、高精度、高可靠、智能化传感器的研发与产业化,着力突破物联网核心芯片、软件、仪器仪表等基础共性技术,加快传感器网络、智能终端、大数据处理、智能分析、服务集成等关键技术研发创新,推进物联网与新一代移动通信、云计算、下一代互联网、卫星通信等技术的融合发展 |
图表7:行业主要标准
序号 | 标准编号 | 标准名称 | 备注 |
1 | GB/T 26111-2010 | 微机电系统(MEMS)技术术语 | 国家标准 |
2 | GB/T 32817-2016 | 半导体器件微机电器件 MEMS总规范 | 国家标准 |
3 | GB/T 32814-2016 | 硅基MEMS制造技术基于SOI硅片的MEMS工艺规范 | 国家标准 |
4 | GB/T 38447-2020 | 微机电系统(MEMS)技术 MEMS结构共振疲劳试验方法 | 国家标准 |
5 | GB/T 38341-2019 | 微机电系统(MEMS)技术 MEMS器件的可靠性综合环境试验方法 | 国家标准 |
6 | GB/T 34893-2017 | 微机电系统(MEMS)技术 基于光学干涉的MEMS微结构面内长度测量方法 | 国家标准 |
7 | GB/T 34898-2017 | 微机电系统(MEMS)技术MEMS谐振敏感元件非线性振动测试方法 | 国家标准 |
8 | GB/T 34894-2017 | 微机电系统(MEMS)技术基于光学干涉的MEMS微结构应变梯度测量方法 | 国家标准 |
9 | GB/T 34900-2017 | 微机电系统(MEMS)技术基于光学干涉的MEMS微结构残余应变测量方法 | 国家标准 |
10 | GB/T 35086-2018 | MEMS电场传感器通用技术条件 | 国家标准 |
11 | GB/T 33922-2017 | MEMS压阻式压力敏感芯片性能的圆片级试验方法 | 国家标准 |
12 | GB/T 33929-2017 | MEMS高g值加速度传感器性能试验方法 | 国家标准 |
13 | GB/T 32816-2016 | 硅基MEMS制造技术以深刻蚀与键合为核心的工艺集成规范 | 国家标准 |
14 | GB/T 32815-2016 | 硅基MEMS制造技术体硅压阻加工工艺规范 | 国家标准 |
15 | GB/T 28274-2012 | 硅基MEMS制造技术 版图设计基本规则 | 国家标准 |
16 | GB/T 28275-2012 | 硅基MEMS制造技术 氢氧化钾腐蚀工艺规范 | 国家标准 |
17 | GB/T 28277-2012 | 硅基MEMS制造技术 微键合区剪切和拉压强度检测方法 | 国家标准 |
18 | GB/T 26112-2010 | 微机电系统(MEMS)技术 微机械量评定总则 | 国家标准 |
19 | GB/T 26113-2010 | 微机电系统(MEMS)技术 微几何量评定总则 | 国家标准 |
数据来源:全国标准信息公共服务平台
(一)MEMS研发设计
MEMS的研发设计,不仅涉及基础理论、制备工艺、应用技术,还涉及到MEMS技术与其他如通讯技术、计算机技术的结合,更涉及到一些新兴学科和一些前沿技术的综合分析与应用。

(二)MEMS生产制造
图表9:MEMS代工企业类型比较
类别 | 纯MEMS代工 | IDM代工 | 传统集成电路MEMS代工 |
客户群体 | 可开发及代工的产品品种丰富 | 品种单一 | 以可量产的消费类电子产品为主 |
竞争优势 | 1、产品种类丰富,可同时处理多种工艺和多种产品; 2、在积累量产的实践中集成了标准化工艺模块,有效缩短产品商业化时间,降低开发成本; 3、技术储备充足,在某些领域已具备超过IDM企业的技术能力; 4、不提供设计服务,无自营产品,在商业模式上更容易获得客户信赖。 | 1、技术及经营成熟,可为客户提供一整套MEMS解决方案,包括MEMS设计、制造、封装、测试和应用支持; 2、老牌集成电路厂商,进入MEMS代工行业时间较早,行业积累丰富,客户优质,目前占据着MEMS代工市场最大份额。 | 1、巨大的产能、全线生产,可提供成本更低的解决方案; 2、CMOS和MEMS工艺融合优势。 |
竞争风险 | 1、起步较晚,客户规模有限; 2、产能利用率待提高。 | 1、利用剩余产能为客户提供MEMS代工服务,代工业务被安排在自营产品之后,无法保证稳定的产能和快速响应,同时也导致提供代工服务的产品单一; 2、自营产品与代工业务存在本质冲突,MEMS设计企业或因知识产权风险而避免与IDM代工企业合作。 | 1、以可量产的消费类产品代工为主,其他细分市场的MEMS设计公司因产品多样小量难以获得支持; 2、MEMS工艺开发能力较弱。 |
代表企业 | Silex、Teledyne Dalsa、IMT | ST、Sony、TI | 台积电、X-FAB |
图表10:MEMS工艺和IC工艺比较
各工艺名称 | MEMS工艺 | IC工艺 |
光刻技术 | 需双面光刻技术 | 单面光刻技术 |
干法(腐蚀技术) | 深层、高深度比腐蚀 | 一般薄膜腐蚀 |
湿法(腐蚀技术) | 各向异性腐蚀、自停止技术、深层体硅腐蚀 | 各向同性腐蚀、阳极腐蚀、电钝化腐蚀,限于表面加工 |
牺牲层技术 | 表面硅微加工工艺,与IC工艺兼容,用于制造表面活动结构 | 不常用 |
键合 | 硅硅直接键合、硅玻璃阳极键合 | 高温键合制作SOI材料 |
LIGA | 制作高深宽比结构,成本高 | 不用 |
资料来源:电子发烧友
(三)MEMS封装测试
(四)系统集成应用

(一)全球/中国市场规模


(二)MEMS市场结构分析
应用领域 | 涉及的MEMS产品 |
消费电子 | 射频MEMS、微型麦克风、喷墨打印头、光学MEMS、惯性传感器组合、陀螺仪、加速度计、压力传感器、磁传感器等 |
汽车电子 | 加速度计、压力传感器、陀螺仪、惯性传感器组合等 |
工业与通信 | 压力传感器、喷墨打印头、非制冷红外探测仪、微针、陀螺仪、流量计、加速度计等 |
医疗健康 | 压力传感器、微流控、流量计、微型麦克风、加速度计等 |
国防与航空 | 非制冷红外探测仪、陀螺仪、加速度计、压力传感器等 |
注:各应用领域涉及的 MEMS 产品按照该应用领域中市场规模由高到低的顺序列示。

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2017年全球各品类惯性传感器合计市场容量为35.31亿美元,预计到 2023年市场总规模将突破40亿美元。其中加速度计是目前出货量最大的产品,占据了整个MEMS惯性传感器市场规模的三分之一以上。





图表36:IDM和Fabless模式比较
IDM | Fabless | |
优势 | 产能优势:在下游MEMS代工厂产能不足的情况下,可以保证自己产品的供给; 工艺优势:MEMS设计的核心在于工艺和经验积累,很多体现在know-how上,有自己的产线可以更快捷、更安全地将工艺实现。 | 成本低、反应快(对于消费电子领域格外重要); 委外代工,不需要承担设备折旧,盈利弹性更大。 |
劣势 | 自建产线的产能利用率有待提高; 产线的研发及建设太昂贵,折旧成本可能高于性能优势带来的好处,在成本上与代工模式并不具备太多竞争力。 | 严重依赖代工厂,受制于产能分配,在行业景气度高的时候拿不到产能;细分领域量小的品种很难得到代工厂支持; 产品工艺配合受限,工艺不够齐全,无法在性能上和IDM进行竞争; 自营产品与代工业务存在本质冲突,MEMS设计企业或因知识产权风险而避免与IDM代工厂企业合作。 |

(二)历年排名变化

(一)MEMS设计(包括IDM)








(二)MEMS制造



(三)MEMS封测

3、晶方科技(603005.SH)
晶方科技2005年成立于苏州,是国内晶圆级封装的领军企业之一,主要专注于传感器领域的封装测试专业代工业务,同时具备8英寸、12英寸晶圆级芯片尺寸封装技术规模量产能力。

附录:国内MEMS各细分领域优秀企业
压力传感器(排名不分先后) | ||
序号 | 公司名称 | 属地 |
1 | 盾安传感科技有限公司 | 浙江省绍兴市 |
2 | 麦克传感器股份有限公司 | 陕西省宝鸡市 |
3 | 苏州敏芯微电子技术股份有限公司 | 江苏省苏州市 |
4 | 美泰电子科技有限公司 | 河北省石家庄市 |
5 | 昆山双桥传感器测控技术有限公司 | 江苏省昆山市 |
6 | 无锡市纳微电子有限公司 | 江苏省无锡市 |
7 | 北京青鸟元芯微系统科技有限责任公司 | 北京市 |
8 | 龙微科技无锡有限公司 | 江苏省无锡市 |
9 | 苏州纳芯微电子股份有限公司 | 江苏省苏州市 |
10 | 苏州感芯微系统技术有限公司 | 江苏省苏州市 |
惯性(组合)传感器十大企业(排名不分先后) | ||
序号 | 公司名称 | 属地 |
1 | 北京星网宇达科技股份有限公司 | 北京市 |
2 | 深迪半导体(上海)有限公司 | 上海市 |
3 | 美新半导体(无锡)有限公司 | 江苏省无锡市 |
4 | 上海矽睿科技有限公司 | 上海市 |
5 | 北京耐威科技股份有限公司 | 北京市 |
6 | 美泰电子科技有限公司 | 河北省石家庄市 |
7 | 西安中星测控有限公司 | 陕西省西安市 |
8 | 苏州明皜传感科技有限公司 | 江苏省苏州市 |
9 | 安徽北方芯动联科微系统技术有限公司 | 安徽省蚌埠市 |
10 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 浙江省杭州市 |
射频(RF)MEMS器件十大企业(排名不分先后) | ||
序号 | 公司名称 | 属地 |
1 | 苏州能讯高能半导体有限公司 | 江苏省苏州市 |
2 | 北京中科汉天下电子技术有限公司 | 北京市 |
3 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 天津市 |
4 | 深圳飞骧科技有限公司 | 广东省深圳市 |
5 | 锐迪科微电子(上海)有限公司 | 上海市 |
6 | 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 | 天津市 |
7 | 美泰电子科技有限公司 | 河北省石家庄市 |
8 | 江苏微远芯微系统技术有限公司 | 江苏省南通市 |
9 | 苏州希美微纳系统有限公司 | 江苏省苏州市 |
10 | 北京时代民芯科技有限公司 | 北京市 |
MEMS麦克风十大企业(排名不分先后) | ||
序号 | 公司名称 | 属地 |
1 | 歌尔股份有限公司 | 山东省潍坊市 |
2 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 浙江省杭州市 |
3 | 瑞声科技控股有限公司 | 江苏省常州市 |
4 | 共达电声股份有限公司 | 山东省潍坊市 |
5 | 无锡芯奥微传感技术有限公司 | 江苏省无锡市 |
6 | 苏州敏芯微电子技术有限公司 | 江苏省苏州市 |
7 | 汉得利(常州)电子股份有限公司 | 江苏省常州市 |
8 | 深迪半导体(上海)有限公司 | 上海市 |
9 | 华景传感科技(无锡)有限公司 | 江苏省无锡市 |
10 | 上海微联传感科技有限公司 | 上海市 |
非制冷红外热成像和探测器十大企业(排名不分先后) | ||
序号 | 公司名称 | 属地 |
1 | 浙江大立科技股份有限公司 | 浙江省杭州市 |
2 | 上海丽恒光微电子科技有限公司 | 上海市 |
3 | 武汉高德红外股份有限公司 | 湖北省武汉市 |
4 | 烟台睿创微纳技术股份有限公司 | 山东省烟台市 |
5 | 广州飒特红外股份有限公司 | 广东省广州市 |
6 | 北方广微科技有限公司 | 北京市 |
7 | 北方夜视技术股份有限公司 | 云南省昆明市 |
8 | 上海巨哥电子科技有限公司 | 上海市 |
9 | 武汉高芯科技有限公司 | 湖北省武汉市 |
10 | 烟台艾睿光电科技有限公司 | 山东省烟台市 |
气体传感器十大企业(排名不分先后) | ||
序号 | 公司名称 | 属地 |
1 | 武汉巨正环保科技有限公司 | 湖北省武汉市 |
2 | 汉威科技集团股份有限公司 | 河南省郑州市 |
3 | 武汉四方光电科技有限公司 | 湖北省武汉市 |
4 | 苏州慧闻纳米科技有限公司 | 江苏省苏州市 |
5 | 合肥微纳传感技术有限公司 | 安徽省合肥市 |
6 | 武汉微纳传感技术有限公司 | 湖北省武汉市 |
7 | 苏州诺联芯电子科技有限公司 | 江苏省苏州市 |
8 | 深证市戴维莱传感技术开发有限公司 | 广东省深圳市 |
9 | 苏州麦茂思传感技术有限公司 | 江苏省苏州市 |
10 | 苏州钽氪电子科技有限公司 | 江苏省苏州市 |
数据来源:赛迪顾问《2019年中国MEMS传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业》